心力衰竭大鼠ＩＬ－６的變化及卡托普利的干預作用

閆　艷

【 摘要】 目的 了解IL-6在阿霉素誘導心力衰竭大鼠過程中的改變，以及卡托普利的干預作用。 方法 實驗中選用Sprague-Dawley(SD)大鼠30只，雌雄各半，隨機分為正常對照組、心力衰竭組及心力衰竭治療組。經(jīng)腹腔注射阿霉素建立心力衰竭模型，模型成功后正常對照組和心力衰竭組口服灌注安慰劑，心力衰竭治療組口服灌注卡托普利每天2.5 mg/100 g。于口服灌藥4周后處死動物檢測指標。采用開胸直視下心室腔內(nèi)插管測心室內(nèi)壓，頸總動脈插管測動脈壓，壓力傳感器記錄左室血流動力學改變，放免法測定血清IL-6的濃度，透射電鏡下觀察心肌病理學改變，通過全心重量指數(shù)測定臟器比。 結(jié)果 1 心力衰竭組大鼠血漿中IL-6顯著升高，與正常對照組 比較（P<0.05）；心力衰竭治療組在使用卡托普利后IL-6明顯下降（P<0.05）。2. 心力衰竭組左室血流動力學與正常對照組相比呈現(xiàn)顯著性差異（P<0.05）；心力衰竭治療組在使用卡托普利后左室血流動力學明顯改善，與心力衰竭組相比差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。 結(jié)論IL-6在心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展過程中起重要作用，卡托普利通過抑制IL-6的升高而減輕炎癥反應，從而預防心室重構(gòu)，改善心功能。

【關(guān)鍵詞】IL-6；心力衰竭；卡托普利；心功能

Change of IL-6 in heart failure rats and effect of captopril

YAN Yan.The Second Department of Cardiology, the General Hospital of Fushun Mining Group, Fushun, Liaoning 113008, China

[Abstract] ObjectiveTo evaluate the change of interleukin-6 (IL-6) in heart failure rats induced by adriamycin and effect of captopiril. Methods30 Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups: normal group, control group and captopril group. The model of heart failure was formed by administering adriamycin to rats. After the model succeeded, normal group and control group were treated with placebo. Captopril group was treated with captopril (2.5mg?100g-1?d-1). Four weeks later, hemodynamic indexes including HR, ASP, ADP, LVSP, LVEDP and ±dp/dtmax were essayed in each group. The circulation level of IL-6 was detected by RIA. The hearts were harvested to test HWI (heart weight index) and the ultrastructural features of left ventricular were observed by transmission electron microscope (TEM). Results 1. Compared with normal group , the level of IL-6 notably rose in control group (P<0.05); compared with conrol group, the level of IL-6 obviously decreased in captopril group (P<0.05).2. Compared with normal group , left ventricular hemodymic parameters were notably different in control group (P<0.05); Compared with control group, the paremeters in captopril group were notably different (P<0.05).Conclusions IL-6 played an important role in the pathogenesis of heart failure. Captopril decreased inflammatory reaction by inhibition the level ofIL-6, to prevent the remodel of heart and improve the cardiac function.

Key words: Interleukin-6 ; Heart Failure; Captopril;Cardiac Function

Framingham研究顯示，在45~94歲年齡段，年齡每增加10歲，心力衰竭的發(fā)病率約增加一倍。心力衰竭發(fā)生的確切機制目前尚不明確，20世紀90年代中期以后，才認識到導致心力衰竭發(fā)生發(fā)展的基本機制是心室重塑[1]。此外，內(nèi)皮功能和細胞因子以及細胞凋亡等在心力衰竭發(fā)病中有重要作用[2,3]。在細胞因子的網(wǎng)絡調(diào)控中， 白介素（IL）等細胞因子在介導并參與心力衰竭過程中起重要作用。心力衰竭時免疫系統(tǒng)活性增加[4]，交感神經(jīng)興奮性增強[5]及受損心肌本身]等導致細胞因子水平升高，且心功能越差，升高越顯著[6-7]。目前心力衰竭后能干預心室重塑的藥物主要包括腎素－血管緊張素－醛固酮系統(tǒng)阻斷劑、腎上腺素能受體阻斷劑、硝酸酯類、醛固酮受體拮抗劑等。本實驗選用卡托普利口服灌注心力衰竭大鼠，采用放免法測定大鼠血漿IL-6的含量，心腔內(nèi)及頸總動脈插管測定心功能，旨在了解白介素-6（IL-6）在心力衰竭發(fā)生、發(fā)展中的變化及卡托普利的干預作用。

1.材料與方法

1.1實驗材料

1.1.1 實驗動物

成年健康清潔級Sprague-Dawley(SD)大鼠10周齡，30只，雌雄各半，體質(zhì)量220~320 g，由遼寧醫(yī)學院實驗動物中心提供。

1.1.2 實驗試劑和藥物

白細胞介素-6（IL-6）放射免疫試劑盒由天津九鼎醫(yī)學生物工程

有限公司提供，卡托普利（批號H31022986）由上海中美施貴寶制藥

公司提供，阿霉素（批號H33021980）由浙江海正藥業(yè)提供；

FA1004上皿電子天平，601超級恒溫水浴箱，HX200動物呼吸機， BL-420生物機能試驗系統(tǒng)， KDC-2044低速冷凍離心機 ，F(xiàn)T-613自動計算125I放免測量儀，來卡EMUC6超薄切片機，JEM-1200EX型透射電鏡。

1.2 實驗方法

1.2.1模型建立 入選大鼠隨機分為正常對照組，心力衰竭組及心力衰竭治療組，每組10只。心力衰竭組及心力衰竭治療組大鼠腹腔注射阿霉素(ADR)，ADR用生理鹽水配制成2 mg/ml液體，按4 mg/kg即2 ml/kg劑量腹腔注射，每周1次，累積6周，累積總量達24 mg/kg；同時，正常對照組大鼠給予等量的生理鹽水腹腔注射。6周后，各組大鼠均口服灌注藥物1 ml,1次/d：正常對照組及心力衰竭組口服灌注安慰劑（即生理鹽水），心力衰竭治療組口服灌注卡托普利每天2.5 mg/100 g?？诜嗨?周后檢測指標。各組大鼠在實驗期間均常規(guī)喂食，自由取食，清潔水喂養(yǎng)。

1.2.2 血流動力學參數(shù)測定及標本采集給藥4周后，禁食，不禁水12 h；大鼠稱重后，腹腔注射20%烏拉坦溶液5 ml/kg麻醉；仰臥位固定大鼠，切開頸部，分離氣管及行氣管插管，連接小動物呼吸機，呼吸頻率為80次/min，潮氣量為3~5 ml,小量給氧；暴露并鈍性分離左、右兩側(cè)頸總動脈，用肝素（2 mg/ml）靜脈推注肝素化后，將自制導管插入右頸總動脈，導管另一端連接壓力感受器（換能器），通過BL-420生物信號采集處理系統(tǒng)同步記錄收縮壓（ASP），舒張壓（ADP）及心率（HR）；開胸暴露心臟，將肝素化自制導管插入左心室，另一端連接換能器，通過BL-420生物信號采集處理系統(tǒng)同步記錄左心室收縮壓（LVSP）、左心室舒張末期壓力（LVEDP）、左室壓力上升和下降的最大速率（±dp/dtmax）；通過左頸總動脈插管取血2 ml，靜置5 min，4℃離心3000 r/min，10 min，分離血清，取上清置于1.5 ml tube管中，-20℃保存待測定血清IL-6含量；取心臟用預冷生理鹽水沖洗，濾紙吸干，稱其全量，測全心重量。

1.2.3心肌病理學電鏡觀察新鮮心臟標本取心尖部1 mm3組織塊，放入3%戊二醛固定，2%鋨酸后固定，梯度酒精脫水，環(huán)氧樹脂618包埋，聚合，半薄切片顯微鏡下定位，超薄切片醋酸鈾和枸櫞酸鋁雙重染色，JEM-1200EX型透射電鏡下觀察并拍照。

1.2.4 IL-6測定 左頸總動脈插管取血2 ml，靜置5 min，4℃離心3000 r/min，10 min；分離血清，取上清置于1.5 ml tube管中，-20℃保存。待血樣收齊后，將血樣于室溫下復融，加入分離劑后充分混勻，靜置15 min，4℃3600 r/min離心20 min，吸取上清液，采用液相平衡競爭放射免疫分析法（RIA）在自動計算125I放免測量儀上測定大鼠血清IL-6的含量。

1.2.5 計算全心重量/體質(zhì)量（HW/BW,mg/g）即全心重量指數(shù)（HWI）。

1.2.5統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)以均值±標準差( ±s)表示，采用單因素方差分析法（F檢驗），組間比較采用SNK-q檢驗。所有統(tǒng)計學處理均由SPSS11.5軟件完成，P<0.05，表示差異有統(tǒng)計學意義。

2.實驗結(jié)果

2.1 各組大鼠體重（BW）、全心重量（HW）及全心重量指數(shù)(HWI)

結(jié)果的比較

從表1可以看出，與正常對照組比較，心力衰竭組及心力衰竭治療組大鼠的體重均明顯減輕(P<0.05)，全心重量亦明顯減輕(P<0.05)，而全心重量指數(shù)增加(P<0.05)。

2.2血流動力學改變

各組大鼠血流動力學指標見表2：心力衰竭組的血流動力學指標與正常對照組相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與心力衰竭組相比，心力衰竭治療組除HR外各血流動力學指標均差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.3卡托普利對大鼠IL-6的影響

各組大鼠IL-6的結(jié)果見表3：與正常對照組相比，心力衰竭組的

IL-6的水平明顯升高，有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與心力衰竭組相比，心力衰竭治療組IL-6的水平明顯下降，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.4電鏡結(jié)果

正常對照組肌原纖維縱向走行，肌節(jié)結(jié)構(gòu)明顯，Z帶清晰，其間可見線粒體和肌質(zhì)網(wǎng)，線粒體多呈單排分布，嵴結(jié)構(gòu)清楚，肌質(zhì)網(wǎng)相互吻合形成縱管系統(tǒng)。心力衰竭組肌原纖維溶解，肌質(zhì)網(wǎng)擴張空泡化，大多數(shù)線粒體水腫，嵴斷裂溶解消失，線粒體膜磷脂定位呈脫失性改變，為重度改變。心力衰竭治療組心肌結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，但損傷的程度比心力衰竭心力衰竭治療組心肌結(jié)構(gòu)(15000×)

3．討論

心力衰竭是各種心血管疾病的最終歸宿，是臨床心血管疾病中常見的病癥和造成死亡的主要原因，具有發(fā)病率高，治愈率低，復發(fā)率高，致死率高的特點。近年來，隨著我國人口向老齡化方向發(fā)展，心力衰竭的發(fā)病率有逐年增加的趨勢，因此對其防治已引起了醫(yī)學界的高度重視。自上世紀40年代起，現(xiàn)代醫(yī)學對心力衰竭的認識經(jīng)歷了三個時期，即心－腎機制，血流動力學和神經(jīng)激活機制，各學說的提出都是基于當時對心力衰竭的認識，并對當時心力衰竭的防治起了積極的作用。但隨著醫(yī)學的深入發(fā)展，認識觀念由傳統(tǒng)醫(yī)學向循證醫(yī)學轉(zhuǎn)變，心力衰竭的防治已從短期的血流動力學/藥理學措施轉(zhuǎn)為長期的，修復性的策略，治療目標已不僅僅是改善臨床癥狀，提高生存質(zhì)量，更主要的是針對心室重塑的機制，防止和延緩心室重塑的發(fā)展。近年來研究發(fā)現(xiàn)，在心臟和血管局部組織中證實存在RAAS系統(tǒng)，并證實心力衰竭時心臟內(nèi)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）活性增高，促進血管緊張素Ⅰ(Ang Ⅰ)轉(zhuǎn)換為血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)[8]。實驗研究發(fā)現(xiàn)，心肌組織中的AngⅡ升高能引起心肌細胞及間質(zhì)增生，細胞肥大，細胞外基質(zhì)增生和心肌細胞凋亡，促進心室重塑。ACEI能抑制RAAS，抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性，阻斷AngⅠ向AngⅡ的轉(zhuǎn)換，減少血液內(nèi)AngⅡ的含量。同時，ACEI還能作用于激肽酶Ⅱ，抑制緩激肽的降解，從而防止和延緩心室重塑的發(fā)展，有助于治療和延緩心力衰竭的進程。目前研究認為導致心力衰竭發(fā)生發(fā)展的基本機制是心室重塑[3] ，而心室重塑是導致心力衰竭的病理生理基礎，包括室壁肥厚，心室腔形狀改變和心室腔擴大，進而在此基礎上發(fā)生一系列血流動力學的變化：HR, ASP, ADP, LVSP及±dp/dtmax 下降，LVEDP上升。本實驗結(jié)果符合上述變化，說明心力衰竭模型成功，血流動力學的改變接近人心力衰竭時所發(fā)生的改變 。ACEI作為治療心力衰竭的基石通過抑制RAAS，抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性，阻斷AngⅠ向AngⅡ的轉(zhuǎn)換，減少血液內(nèi)AngⅡ的含量，同時作用于激肽酶Ⅱ，抑制緩激肽的降解，從而防止和延緩心室重構(gòu)的發(fā)展，有助于改善心力衰竭的血流動力學。本實驗表明，在治療心力衰竭大鼠過程中，應用ACEI卡托普利可明顯改善心力衰竭大鼠的血流動力學即各項心功能指標，與心力衰竭組未經(jīng)治療相比各血流動力學指標均有顯著性差異。

近年來多種試驗顯示，炎性反應與心臟的功能和心室重構(gòu)有關(guān)。炎性細胞因子可直接降低心肌的收縮功能，炎性因子和炎性細胞可誘導心肌細胞內(nèi)皮和血管平滑肌細胞表達誘生型一氧化氮合酶（iNOS），主要是產(chǎn)生細胞毒性作用。炎性細胞因子作用廣泛，既可引起損傷愈合，也可導致心臟破裂，心室擴張和心力衰竭發(fā)展[9,10]。心力衰竭時增高的細胞因子形成網(wǎng)絡，介導并參與了心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展。IL-6是心力衰竭時上升的炎性因子之一，IL-6與左室功能衰竭及重構(gòu)有關(guān)。IL-6可介導免疫和炎癥反應，IL-6還能介導心室重構(gòu)，IL-6過度表達的轉(zhuǎn)基因鼠最終出現(xiàn)心肌肥厚。缺血和缺氧可直接誘導IL-6的合成，IL-6可直接降低心肌的收縮功能，通過誘導心肌細胞內(nèi)皮和血管平滑肌細胞表達誘生型一氧化氮合酶（iNOS）,產(chǎn)生細胞毒性作用[3]。IL-6還可上調(diào)AT1受體基因表達和氧化應激[11]，從而促進心肌肥厚和重構(gòu)。有研究發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者升高的IL-6水平與NYHA分級嚴重度、住院日延長及左室功能惡化呈正相關(guān)[12]。心力衰竭患者隨著心功能下降血清IL-6水平明顯增高，而降低IL-6的治療可以明顯改善心功能，因此認為IL-6可以作為判斷心力衰竭患者病情輕重、治療效果和預后的獨立預測因子[13] 。當心力衰竭時，IL-6較血漿神經(jīng)內(nèi)分泌，左室功能指標更有意義。本實驗檢測了心力衰竭大鼠血清IL-6的水平，心力衰竭后心肌的炎性反應可以由血清IL-6的水平來體現(xiàn)。本研究結(jié)果顯示模型組大鼠血清IL-6水平與正常對照組有明顯差異，而與治療組亦有顯著差異，提示IL-6參與心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展，它是心力衰竭進展中除神經(jīng)、內(nèi)分泌以外又一重要因素,而在使用ACEI卡托普利時上述指標明顯下降。說明具有生長抑制和擴血管作用的ACEI可通過抑制細胞因子的產(chǎn)生而改善心力衰竭的預后。實驗提示卡托普利對心室重構(gòu)和心力衰竭進程的影響，亦可能部分是通過其抗炎作用所致。

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